Le langage MIDI
Comment vos instruments communiquent entre eux et avec votre ordinateur ?
Le MIDI est un protocole incontournable dans le domaine de la MAO et du Home-Studio.
Découvrez dans cette vidéo le principe du langage MIDI et les différentes façon de l’utiliser sur scène comme en studio.
Origine du langage MIDI
MIDI est l’acronyme de Musical Instruments Digital Interface = Interface numérique pour instruments de musique
Il s’agit d’une norme créée en 1983, d’un commun accord entre les plus grands constructeurs mondiaux de synthétiseurs.
L’idée, c’est de traduire tous les gestes musicaux effectués sur un instrument de musique électronique, tels que le fait de jouer des notes, ou d’actionner un contrôleur pour modifier le son en temps réel, afin de permettre aux synthétiseurs de communiquer entre eux (peu importe le modèle ou la marque) via un protocole de communication utilisant un langage universel : le langage MIDI.
Le MIDI a rapidement trouvé de nombreuses applications sur scène comme en studio. A titre d’exemple, ce langage permet de :
- jouer d’un synthétiseur en pilotant les sons d’un autre synthétiseur, de sorte à empiler les textures sonores en jouant depuis un seul clavier
- enregistrer dans un ordinateur la performance de jeu sur un instrument compatible
- éditer, corriger cette performance dans le logiciel et la rejouer en playback
- synchroniser ensemble plusieurs appareils, par exemple des séquenceurs et des boites à rythme afin qu’ils jouent au même tempo, démarrent et s’arrêtent simultanément.
Comment çà marche ?
Les messages MIDI
Le MIDI traduit en message numérique toutes les actions de jeu produite sur un instrument compatible :
- l’action sur une touche du clavier : la MIDI Note, qui va contenir 2 informations. Le numéro de la note jouée, ainsi que la vélocité, c’est-à-dire la puissance avec laquelle celle-ci aura été jouée (on peut également parler de nuance).
- l’action sur la pédale ou sur un bouton/potentiomètre, ce qu’on appelle un message de contrôle, ou Control Change, et qui va lui aussi contenir 2 informations : le numéro du contrôleur actionné, et la valeur, autrement dit la position à laquelle il aura été déplacé.
D’autres messages s’ajoutent à ces 2 messages principaux :
- Aftertouch : pression exercée sur le clavier après enfoncement d’une note
- Pitch Bend : molette sur la gauche du clavier permettant d’influencer temporairement la hauteur d’une note, comme le ferait un guitariste en tirant sur ses cordes par exemple
- Program Change : message permettant de sélectionner un son parmi tous ceux existant dans un synthétiseur
- Messages de système exclusif (Sysex) : messages de configuration propres à tel ou tel modèle de machine, assez peu utilisés lorsqu’on débute dans ce domaine
- Messages System Common & System Realtime : des messages propres à tout ce qui va concerner le tempo, la lecture, l’arrêt, l’enregistrement, le déplacement à l’intérieur d’un morceau séquencé, la synchronisation entre appareils.
Les canaux MIDI
Tous les messages relatifs au jeu musical (Note, CC, Aftertouch, Pitch bend, PC) sont associés à une information de canal, au choix parmi 16. Le canal permettra de distinguer qui sera destinataire de tel ou tel message, dans la communication entre les différents appareils connectés. Ainsi, un appareil réglé sur le canal 1, n’interprétera que les messages MIDI reçus sur ce canal. Nous verrons plus loin quelques exemples.
Le langage MIDI ne contient donc aucune information sonore, simplement des ordres de jeu. On peut considérer celui-ci comme une version numérique de la partition musicale : les notes inscrites sur cette dernière correspondent aux ordres MIDI et restent indépendantes de l’instrument qui les joue.
128 valeurs de 0 à 127
Si cette plage de valeur pose question à nous tous qui utilisons le système décimal, c’est parce que nous sommes à nouveau en présence d’un chiffrage numérique basé sur le système binaire et plus précisément l’octet.
L’octet – pour rappel – contient 8 bits, pouvant prendre la valeur 0 ou 1 et permettant 256 combinaisons (revoyez le chapitre 1 de cette série).
Le langage MIDI véhicule donc des octets, mais n’utilise pour codifier son information que les 7 premiers bits, ce qui donne 128 combinaisons (0 à 127).
Nous avons donc potentiellement accès à 128 notes MIDI, disposant chacune de 128 niveaux de vélocité, ainsi que 128 contrôleurs MIDI travaillant chacun sur une plage de 128 valeurs, etc…
Interface MIDI
Chaque appareil compatible est pourvu d’une interface MIDI qui possède jusqu’à 3 connecteurs :
- MIDI OUT : émet les messages sortant de l’appareil joué à destination d’appareils compatibles
- MIDI IN : reçoit et interprète les messages en provenance de l’appareil émetteur
- MIDI THRU : une sortie qui renvoie les messages reçus en MIDI IN, permettant ainsi de cascader et donc piloter plusieurs instruments à partir d’un seul.
Quelques exemples de configurations MIDI
Dans cette première configuration, nous avons à gauche, le Synthé 1, réglé en canal 1, et connecté via sa prise MIDI Out, dans le MIDI In du synthé 2 à droite, également réglé sur le canal 1. Lorsque je joue sur le synthé 1, les informations de jeu sont transmises au synthé 2, que j’entends également, puisqu’il est réglé sur le même canal MIDI.
Dans ce second exemple, le Synthé 2 reçoit toujours les informations, mais ne les interprète pas, puisqu’il est réglé sur un canal MIDI différent.
Dans ce troisième exemple, un expandeur est ajouté à notre système.
Un expandeur est un synthétiseur voué à être piloté uniquement en MIDI, puisqu’il ne dispose pas de clavier.
Il est ici réglé sur le canal MIDI 1, et sa prise MIDI In est connectée au MIDI Thru du Synthé 2. Pour mémoire, MIDI Thru renvoie les informations reçues dans la prise MIDI IN du même appareil.
Donc, lorsque je joue sur le Synthé 1, les informations sont transmises par le MIDI Out, dans le MIDI In du synthé 2, qui ne les interprète pas puisqu’il est réglé sur un canal différent, mais celles-ci sont renvoyées par la prise MIDI Thru vers le MIDI In de l’expandeur. Celui-ci est réglé sur le canal 1 et va donc interpréter les informations de jeu produites sur le synthé 1, réglé sur le même canal.
Dans ce 4ème exemple, on se rapproche d’une configuration du genre de celles utilisées sur scène notamment.
Notre synthétiseur est ici multi-timbral, c’est-à-dire qu’il est capable de jouer simultanément plusieurs sonorités et de les disposer indépendamment sur le clavier. Ici, le clavier est justement séparé (« splitté ») en deux zones, chacune produisant un son et émettant sur un canal MIDI spécifique. Le canal 2 à gauche, et le canal 1 à droite.
Si on reprend le câblage effectué précédemment, cette fois, lorsqu’on jouera sur le Synthé 1, on transmettra au Synthé 2 et à l’expandeur des informations provenant tantôt du Canal 1, tantôt du canal 2 (selon l’endroit où seront jouées les notes). Chacun des instruments n’interprétera que les informations concernant son réglage de canal MIDI.
Ce ne sont ici que quelques exemples… il est possible de procéder à des configurations beaucoup complexes en combinant l’utilisation de ces 3 prises.
Aujourd’hui, dans notre home-studio, on a coutume d’utiliser le MIDI de façon apparemment plus simple. Notre trio de prises MIDI est remplacé par une prise USB, grâce à laquelle on pourra connecter un clavier maître. Ce type de clavier ne produit aucun son. Il est uniquement voué à transmettre des informations MIDI. Le clavier maître pilotera des synthétiseurs virtuels à l’intérieur de notre logiciel de séquençage, qu’on appelle une STAN = Station de Travail AudioNumérique (en anglais, un DAW = Digital Audio Workstation).
Néanmoins, ce système puissant permet également de communiquer des informations MIDI vers l’extérieur, à un expandeur, une boite à rythme, et de synchroniser par exemple l’ensemble de ces éléments au même tempo.
MIDI 2.0
L’année 2022 a vu entérinée la version 2.0 de la norme MIDI, et qui apporte beaucoup de nouveautés, notamment :
- la résolution des contrôleurs codifiée en 7 bits passe désormais à 32 bits (plage de 4 milliards de valeurs)
- la vélocité passe en 16 bits (plage de 65536 valeurs), apportant encore davantage de précision dans les nuances
- la reconnaissance immédiate des appareils entre eux
- la rétro-compatibilité avec la norme MIDI 1.0, ce qui permet de continuer d’utiliser l’équipement actuel qui est toujours produit autour des spécification de la version 1.0
- le MPE, qui apparait avec la norme MIDI 2.0 est un simple détournement de l’usage initial des canaux. Au lieu que ceux-ci correspondent à des instruments bien distincts, il ne s’adressent qu’à un seul instrument dans l’objectif de lui offrir une plus grande expressivité.
Emmanuel Guillard
Formateur agréé Ableton Certified Trainer et Apple Certified Master Trainer, Emmanuel délivre les formations au sein d’IntouchMedia en s’appuyant sur une solide expérience professionnelle de la composition et de la scène.